JPS6371525A - ロ−タリエンジンの吸気装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、エンジンの吸気装置に関するものである。

［従来技術］ エンジン負荷をスロットル弁で制御するオツト一ザイク
ルエンジンでは、通常、スロットル弁によって吸気量を
絞り、吸気の圧ツノが大気圧より低い状態で吸気行程の
運転を行なう関係−４二、抵抗損失の一種であるいイつ
ゆるポンピング損失が生ずることはよく知られている。

とくに、吸気量が強く絞られる低負荷時に（Ｊ、吸気の
圧力が低くなり（例えば、−０、７ｋｇ／ｃｍ’ゲージ
）、これによって生ずるポンピング損失が各種抵抗損失
の総和の約３割を占めるものと評価されている。したが
って、このポンピング損失を低減することができれば、
エンジンの燃費効率の大幅な向−１−が図れる。

このポンピング損失を低減する手法として、従来より主
吸気ボートとは独立して、かかる主吸気ボー１・よりは
遅れて閉じられろ連通ボー　トを設（′、ｌるとともに
、複数気筒の連通ボート間を連通ずる連通路を設け、低
負荷時にはかかる連通路を介して圧縮行程初期の気筒の
吸気の一部を吸気行程前段の他の気筒に流入させること
によって、吸気の負圧を抑制し、ポンピング損失を低減
オろようにした、いわゆる気筒間連通による遅閉じ方式
が提案されている（例えば、特開昭５８−、１．７２４
２９号公報参照。）。

このような気筒間連通による遅閉し方式では、通常、連
通路にこれを開閉する制御弁を介設し、低負荷時にはか
かる制御弁を開いて気筒間を連通しボンピンク損失を低
減することにより燃費効率の向」−を図っている。とこ
ろが、アイドル時のように非常に負荷が低くなる低回転
軽負荷時には、ポンピング損失制御を行うことによって
連通路を介して作動室にダイリューションが持ち込まれ
るため、空燃比の低下等によって燃焼性が不安定となり
、失火回数の増加が起こるなどして、燃費効率が低下す
るといった間層があった。

［発明の目的］ 本発明は気筒間連通にｊ；るポンピング損失制御を行う
手段を備えたロータリエンジンにおいて、低回転軽負荷
時の燃焼性が安定し、燃費効率か良好な吸気装置を提供
することを目的とずろ。

［発明の構成］ 本発明は、」１記の目的を達するため、負荷制御をスロ
ットル弁で行なうとともに、ポンピング損失を低減する
ための気筒間連通によるボンピンク損失制御を行なう手
段を備えたロータリエンジンにおいて、 少なくとも、エンジンの低回転軽負荷時には、上記ポン
ピング損失制御を停止オろ手段を設けたことを特徴とす
るエンジンの吸気装置を提供ずろ。

［発明の効果］ 本発明によれば、気筒間連通によるポンピング損失制御
手段を備えたロータリエンジンにおいて、低回転軽負荷
時には、ポンピング損失制御を停止するので、ダイリュ
ーションの流入を防止でき、燃焼性を安定化することが
でき、燃費効率の向」二が図れる。

［実施例］ 以下、２気筒ロークリピストンエンジンについて、本発
明の詳細な説明する。

第１図に示すように、ロークリピストンエンノンＲＥは
、ケーンングＩｆ、Ｉｒ内において、ロータ２ｆ、２ｒ
が偏心軸３のまイつりで遊星回転運動をして、吸入、圧
縮、爆発、膨張、排気を連続的に繰り返すフロント、リ
ヤの両気筒Ｆ、Ｒで構成されており、」１記フロント、
リヤの両気筒Ｆ、Ｒの隔壁をなす中間ハウジング４のフ
ロントリヤ側の各側面には、それぞれフロンｌ−，リヤ
の作動室５ｆ。

５ｒに吸気を供給するためのフロント１リヤの吸気ボー
ｆ□６ｆ、６ｒが開口している。

そして、」−記フロント、リヤの作動室５ｒ、５ｒに吸
気を供給ずろために共通吸気通路７が設けられ、この共
通吸気通路７には」１流から順に、エアクリーナ８、時
々刻々の吸気量を検出するエアフローメータ９、及び図
示していないアクセルペダルの踏み込みに応じて開閉さ
れるスロットル弁１１が介設されている。

」二記共通吸気通路７は、スロットル弁１１のやや下流
の分岐部１２で、フロント側吸気ボー１−６ｆに連通ず
るフロント側分岐吸気通路Ｉ３ｆと、リヤ側吸気ボート
６ｒに連通ずるリヤ側分岐吸気通路１３ｒとに分岐され
ており、これらのフロント。

リヤの分岐吸気通路１．３ｆ、１３ｒには、それぞれフ
ロント、リヤの吸気ボート６ｆ、６ｒ近傍において、吸
気中に燃料噴射を行なうためのフロントリヤのインジェ
クタ］、　４．　ｆ、　Ｉ　４．ｒが噴射口を下流方向
＝４− にやや傾斜させられて介設されている。

ところで、気筒間連通による遅閉じ方式によりポンピン
グ損失の低減を図るために、中間ハウジング４のフロン
ト１リヤ側の各側面の、それぞれ、フロン）・、リヤの
吸気ボー１−６ｆ、６ｒよりロータ２ｆ、２ｒの回転方
向にみてややリーディング側の位置には、フロント、リ
ヤの連通ボート１５ｒ、］５ｒが開口されるとともに、
これらのフロント１リヤの両連通ボー１−１！Ｍ、１５
ｒを連通ずる連通路１６が、」二記中間ハウジング４を
その厚み方向に貫通して形成されている。

この連通路１６の中間位置には、運転状態に応じたポン
ピング損失制御を行なうために、上記連通路１６を開閉
するロータリ式の制御弁１７が介設され、かかる制御弁
１７はその回転角を変えることによって連通路１６内の
エアの通過断面積すなわち制御弁開度を自在に変えられ
るようになっており、後で詳しく説明する制御回路１９
によって、制御弁制御機構ＯＲを介して開度が所定の目
標値になるようにフィードバック制御されるようになっ
ている。

次に、制御弁制御機構ＣＲについて説明する。

第２図に示すように、連通路１６に介設された制御弁１
７に対しては、負圧応動式のダイヤフラム装置よりなる
アクチュエータ２０が設（Ｊられ、かかろアクチュエー
タ２０の圧力室２２にスロットル弁１１下流の吸気通路
内の負圧を導入４〜るために、」１記圧力室２２とスロ
ットル弁下流の吸気通路とを連通４−ろ負圧導入通路２
６が設（Ｊられでいろ。この負圧導入通路２６には、ス
［１ツトル弁１１下流の吸気通路への開口近傍において
、アクチュエータ２０の圧力室２２に導入される負圧を
安定して確保するために、適当な容重を有するブースト
タンク２７が介設されているとともに、かかるブース）
・タンク２７内の負圧を所定の値に保持するためにブ　
ストタンク２７の負圧導入通路傍にはレギョレータ２８
が介設されている。

そして、上記ブース）・タンク２７よりアクチュエータ
２０側の位置において」１記負圧導入通路２６には、こ
れを開閉するための第１ソレノイド弁２９が介設され、
さらに、この第１ソレノイド弁２９よりアクテコエータ
２０側の位置において、−上記負圧導入通路２６には、
大気に連通ずる大気導入通路３１が接続され、この大気
導入通路３１には、これを開閉するための第２ソレノイ
ド弁３２が介設されている１、 」―記第１ソレノイド弁２９及び第２ソレノイド弁３２
は、マイクロコンビコータで構成されろ制御回路１９に
よってデユーティ制御され、その開度が自在に訴１節さ
れろようになっており、これらの第１ソレノイド弁２９
及び第２ソレノイド弁３２がデユーティ制御されろこと
に３１；って、アクチュエータ２０の圧力室２２内の圧
力が調節され、その結果、リンク機構３３を介して、制
御弁１７の開度が自在に調節されるようになっている。

上記制御回路１９は回転数センサ３７Ｉ（第１図参照）
によって検出されるエンジン回転数Ｎ、エアフ（７−メ
ータ９によって検出されろ吸気量Ｑａ、スロットル弁開
度センサ３０によって検出されるスロットル開度’ＩＩ
”　Ｖ　Ｏｌ及び制御弁開度センサ３５によって検出さ
れろ制御弁開度■７を入力情報として、制御弁１７のフ
ィードバック制御を行なうようになっているが、以下、
これを説明ずろ。

マイクロコンビコータで構成される制御回路１９は、第
３図に機能化して示すように、制御弁１７の開度目標値
Ｘ、ｏがエンジン回転数Ｎと、吸気量Ｑａを−１−記エ
ンジン回転数Ｎで割った値Ｑａ／Ｎ（以下、１回転吸入
量Ｑａ／Ｎという）との関数として表された制御弁開度
マツプ（第５図参照）をデンタル情報として記憶する制
御弁開度記憶回路３６と、エンジン回転数Ｎと吸気量Ｑ
ａとスロットル開度ＴＶθとを入力情報として北記制御
井開度マツプを引用しつつ時々刻々の制御弁１７の開度
目標値Ｌｏを演算４−る制御弁開度演算回路３７と、並
びに時々刻々の実際の制御弁開度Ｉ、を入力情報どして
これを上記の制御弁開度［］標値１７ｏと比較し、その
偏差に応じて第１ソレノイド弁２９又は第２ソレノイド
弁３２をデユーティ制御し制御弁１７の開度を［］標値
り、に到達せしめろ制御弁駆動回路３８とて構成されて
いる。

以下、第４図に示す制御フロ−ヂャ−１・に基づいて、
−に記制御回路１９による制御弁１７の制御方法を説明
する。

第４図に示すように、制御が開始されろと、まず、ステ
ップＳｌで回転数センサ３４（第１図参照）によって検
出されろエンジン回転数Ｎとスロットル弁開度センサ３
０（第１図参照）によって検出されるスロットル開度ゴ
Ｖθとエアフローメータ９（第１図参照）によって検出
されろ吸気Ｗｋ　Ｑ　ａとが制御情報として制御回路１
９の制御弁開度演算回路３７に読み込まれる。

次のステップＳ２では、エンジンＲＥの運転状態が、連
通路１６を介して作動室５ｆ、５ｒに流入するグイリュ
ーンヨンによって燃焼性が不安定となる、第６図の斜線
を引いた領域で示す低回転軽負荷域にあるか否かを判定
するために、エンジン回転数Ｎが限界回転数Ｎｏ以下で
あり、かつスロットル開度’Ｉ’　Ｖ　Ｏが限界ス［ｌ
ツトル開度Ｔ■Ｏｏ以下となっているか否かが比較され
る。比較した１−；果、Ｎ≦Ｎｏか−）　Ｔ　Ｖ　Ｏ≦
ＴＶＯｏ（ＹＥＳ）であれば、エンジンＲＥの運転状態
は、ポンピング損失制御手段が行なわれると燃焼性が不
安定となる低回転軽負荷域にあるため、ポンピング損失
制御を停止するために制御弁Ｉ７を全閉すべく、制御は
ステップＳＩ４に進められる。

かくして、ステップＳ１４では、制御弁駆動回路３８に
よって第１ソレノイド弁２９が全閉されるとともに第２
ソレノイド弁３２が全開される。

その結果、アクチュエータ２０の圧力室２２へ負圧を導
入する負圧導入通路２６が閉鎖されるとともに、大気導
入通路３１を通して大気圧り月二元圧力室２２に全面的
に導入されるため、リンク機構３３を介して制御弁１７
は全閉され、ポンピング損失制御は停止される（第２図
参照）。続いて、ステップＳ１５でイグニッションスイ
ッチがオンであるか否かが判定され、オン（ＹＥＳ）で
あればエンジンｒ（Ｅは運転を継続しているので、制御
はステップＳ１に復帰・続行される。これに対して、イ
グニッションスイッチがオフ（ＮＯ）であれば、エンジ
ンＲＥの運転は停止されているので制御は終了する。

一方、」１記のステップＳ２での比較の結果、Ｎ＞　Ｎ
　ｏ又はＴＶＯ＞ＴＶＯ，（ＮＯ）であれば、エンジン
ＲＥの運転状態は、ポンピング損失制御が行なわれても
、グイリューソヨンガスのゐ人による燃焼性の悪化が起
こらない領域にあるので、ポンピング損失を低減するた
めのポンピング損失制御を行なうべく、制御は次のステ
ップＳ３に進められる。

ステップＳ３では、ステップＳ１で読み込まれたエンジ
ン回転数Ｎと吸気ＮＱａとから１回転吸入量Ｑａ／Ｎを
演算し、制御弁開度記憶回路３６に記憶されている、第
５図に一例が示されているような制御弁開度マツプから
、エンジン回転数Ｎと１回転吸入量Ｑａ／Ｎとに対応す
る制御弁開度目標値Ｔ、ｏを読み取る。

続いて、制御はステップＳ４に進められ、このステップ
Ｓ４ではエンジンの運転状態が制御弁開度マツプに従っ
て制御弁１７を全開すべきであり、従ってデユーティ制
御を必要としない領域（Ｌｏ−１ｌ− １００）にあるか否かを判定するるために、制御弁開度
目標値り。力月００未〃４であるか否かが比較される。

比較した結果、Ｌｏ≧１００（Ｎｏ）であれば、制御弁
１７は全開されるべきなので、デユーティ制御は不要と
なり、制御は、制御弁■７を全開にすべく、ステップＳ
Ｉ３に進められる。

かくして、ステップＳ１３では、制御弁駆動回路３８に
よって第２ソレノイド弁３２が全閉されるとともに第１
ソレノイド弁２９が全開される。

その結果、アクチュエータ２０の圧力室２２に大気圧を
導入するための大気導入通路３１が閉鎖されるとともに
、負圧導入通路２６を通してブーストタンク２７内の負
圧が上記圧力室２２に全面的に導入されるため、リンク
機構３３を介して制御弁１７は全開され、最大限のポン
ピング損失制御が行なわれる（第２図参照）。続いて、
ステップＳＩ５でイグニッションスイッチがオンである
か否かが判定され、オン（ＹＥＳ）であればエンジンＲ
Ｅは運転を継続してい乞ので、制御はステップＳ１に復
帰・続行される。これに対して、イブニラ＝１２− ションスイッヂがオフ（Ｎｏ）であれば、エンジンＲＥ
の運転は停止されているので制御は終了する。

一方、」１記のステップＳ４での比較の結果、Ｌ　Ｏ＜
　］　Ｏ０（ＹＥＳ）であれば、さらに、エンジンＲＥ
の運転状態が制御弁開度マツプに従って制御弁Ｉ７を全
閉ずべきであり、従ってデユーティ制御を必要としない
領域（Ｌｏ＝０）にあるか否かを判定するために、制御
はステップＳ５に進められる。

ステップＳ５では、制御弁開度目標値■、。がＯより大
きいか否かが比較される。比較した結果、Ｌｏ≦０（Ｎ
ｏ）であれば、デユーティ制御を行なう必要がないので
、制御弁１７を全閉すべく制御はステップＳ１４に進め
られる。

この場合、ステップＳＩ４以下の制御は、前記のステッ
プＳ２でＮ≦ＮｏかつＴＶθ≦ＴＶθ。となった結果、
制御弁１７を全閉すべく制御がステップＳＩ４に進めら
れたときと全く同一の流れで、制御弁１７を全閉した後
、イグニッションスイッチのオン・オフに応じて続行又
は終了される。

一方、」−記のステップＳ５での比較の結果、Ｌ　Ｏ＞
０（ＹＥＳ）であれば、制御弁開度目標値１．−　ｏが
０より大きく１００未満の値となるので、制御弁開度Ｉ
７を調節するために、第１ソレノイド弁２９又は第２ソ
レノイド弁３２をデユーティ制御すべく、制御はステッ
プＳ６に進められる。

ステップＳ６ては、制御弁１７をフィードバック制御す
るたぬに必要とされるいわゆる制御量となる、制御弁開
度センサ３５によって検出される制御弁開度■、が制御
弁駆動回路３８に読み込まれる。

続いて、次のステップＳ７では、制御弁１７の制御弁開
度Ｉ、の制御弁開度目標値１．−　ｏに対する偏差ΔＬ
　＝−Ｌ　Ｄ−１，、（以下、制御偏差ΔＬという）が
演算される。この制御偏差ΔＬの値によって、以下制御
弁開度りが制御弁開度目標値し。よりも実質的に大きく
、従って制御弁１７を閉方向に制御すべきか、もしくは
、制御弁開度■７が制御弁開度目標値■、。よりも実質
的に小さく、従って制御弁Ｉ７を開方向に制御すべきか
、又は、制御偏差ΔＬの絶対値１ΔＩ７１が十分小さく
、制御の安定化のために、デユーティ制御を行なわず制
御弁開度りを現状維持すべきかを判定するために、制御
は、まずステップＳ８に進められる。

ステップＳ８では、制御偏差ΔＩ、がそれ以下だとバル
ブ開度りを現状維柿すべき限界となる制御偏差Ｌｍｉｎ
（＞０以下、これを限界偏差Ｌｍｉｎという）より大き
いか否かが比較される。比較した結果、ΔＩ、　＞　ｉ
、　ｍ１ｎ（Ｙ　Ｅ　Ｓ　）であれば、制御弁開度１７
は制御弁開度目標値Ｌｏより実質的に小さいので、制御
弁Ｉ７を開方向にデユーティ制御すべく、制御はステッ
プＳ９に進められる。

ステップＳ９では、制御弁１７を開方向にデユーティ制
御するために、第２ソレノイド弁３２は全閉され、大気
導入通路３１は閉鎖される。そして、第１ソレノイド弁
２９は、第８図に示す、制御偏差ΔＬの絶対値ｌ△Ｌ　
ｌに対する第１ソレノイド弁２９又は第２ソレノイド弁
３２のデユーティ比を設定してし）る折線Ｇにおいて、
制御偏差の絶対値１Δ丁、１に対応するデユーティ比に
応じて開かれる。その結果、アクチュエータ２０の圧力
室２２には、上記第１ソレノイド弁２９の開度に対応す
る負圧がブーストタンク２７から負圧導入通路２６を通
して導入され、制御弁１７の開度は増加しつつ制御弁開
度目標値丁７゜に接近する。その後、ステップＳＩ５で
イグニッションスイッチのオン・オフに応じて、制御は
夫々、ステップＳ１に復帰・続行、又は終了される。

一方、」−記のステップＳ８での比較の結果、ΔＩ７≦
Ｉ、ｍ１ｎ（ＮＯ）であれば、さらに、制御弁１７を閉
方向にデユーティ制御すべきか、あるいは、制御偏差の
絶対値１Δ■７１が限界偏差Ｌｍｉｎ以下となるため制
御弁１７の開度を現状維持ずべきかを判定するために、
制御はステップＳ１０に進められる。

ステップＳＩＯでは、制御偏差ΔＬが−Ｌｍｉｎより小
さいか否かが比較される。比較した結果、Δｔ、＜−Ｌ
ｍｉｎ（ＹＥＳ）であれば、制御弁開度Ｉ７は制御弁開
度目標値■、。より実質的に大きいので、制御弁１７を
閉方向にデユーティ制御すべく、制御はステップＳｌｌ
に進められる。

ステップＳ］、Ｉでは、制御弁１７を閉方向にデユーテ
ィ制御するために、第１ソレノイド弁２９は全閉され、
負圧導入通路２６は閉鎖される。そして、第２ソレノイ
ド弁３２は、第８図に示す折線Ｇにおいて、制御偏差の
絶対値１ΔＴ、１に対応するデユーティ比に応じて開か
れる。その結果、アクチュエータ２０の圧力室２２には
、」二元第２ソレノイド弁３２の開度に対応する大気圧
が大気導入通路３１を通して導入され、制御弁１７の開
度は減少しつつ制御弁開度目標値し。に接近する。

その後、ステップＳ１５でイグニッソヨンスイッヂのオ
ン・オフに応じて、制御は夫々ステップＳＩに復帰・続
行、又は終了される。

一方、上記のステップＳ　］、　Ｏでの比較の結果、Δ
Ｌ≧−Ｌｍｉｎ（ＮＯ）であれば、制御偏差の絶対値１
ΔＩ、１は限界偏差Ｌｍｉｎ以下（１ΔＩ７１≦Ｌｍｉ
ｎ）となり、制御の安定化を図るために制御弁１７の開
度を現状維持すべく、制御はステップＳＩ２に進められ
る。

ステップＳＩ２では、第１ソレノイド弁２９及び第２ソ
レノイ）・弁３２が全閉され、負圧導入通路２６と大気
導入通路３１とはいずれも閉鎖される。従って、アクチ
ュエータ２０の圧力室２２は密閉状態となり内部の圧力
は保持され変化しない。

従って、アクチュエータ２０は変位せず、制御弁１７の
開度は現状維持される。その後、ステップＳＩ５でイグ
ニソションスイッヂのオン・オフに応じて、制御は夫々
ステップＳ１に復帰・続行、又は終了される。

以」二、本発明の実施例によれば、気筒間連通によるポ
ンピング損失制御を行う手段を備えたロータリエンジン
において、低回転軽負荷時のダイリューンヨンガスの流
入を防止できるので燃焼性を安定化することができ燃費
効率の向上が図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例を示す２気筒ロークリピスト
ンエンジンのシステム構成図である。 第２図は第１図に示す制御弁制御機構の詳細なシステム
構成図である。 ＝１９− 第３図は、第１図に示す制御回路の制御ブロック図であ
る。 第４図は、制御回路の制御方法を示すフローヂャ＝１・
である。 第５図は、制御弁開度目標値をエンジン回転数と１回転
吸気指に応じて設定した制御弁開度マツプを示す図であ
る。 第６図は、ボンピンク損失制御を停止すべきエンジンの
低回転軽負荷域を示す図である。 第７図は、第１ソレノイド弁又は第２ソレノイド弁のデ
ユーティ比を制御偏差の絶対値に対して示した図である
。 ＲＥ・・ロークリピストンエンジン、 ＣＲ・・・制御弁制御機構、

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）負荷制御をスロットル弁で行なうとともに、ポン
   ピング損失を低減するための気筒間連通によるポンピン
   グ損失制御を行なう手段を備えたロータリエンジンにお
   いて、 少なくとも、エンジンの低回転軽負荷時には、上記ポン
   ピング損失制御を停止する手段を設けたことを特徴とす
   るエンジンの吸気装置。